Возможное образование автолокализованного состояния квазиодномерных поверхностных электронов в плотном гелиевом паре

Abstract

Проведены экспериментальные исследования подвижности поверхностных электронов в квазиодномерных проводящих каналах над жидким гелием при температурах 1,5–3 К. Установлено, что при T > 2 К подвижность сильно уменьшается относительно значений, соответствующих кинетическому режиму проводимости электронов. Такое поведение подвижности может быть объяснено образованием автолокализованного состояния электрона в плотном гелиевом паре, что сопровождается образованием вокруг электрона макроскопической области с неоднородным распределением плотности газа. Теоретические оценки температуры образования автолокализованного состояния, основанные на анализе условий появления минимума свободной энергии системы, дают значения, близкие к результатам эксперимента.

Проведено експериментальні дослідження рухливості поверхневих електронів у квазиодновимірних провідних каналах над рідким гелієм при температурах 1,5–3 К. Встановлено, що при T > 2 К рухливість сильно зменшується щодо значень, що відповідають кінетичному режиму провідності електронів. Таке поводження рухливості може бути пояснено утворенням автолокалізованого стану електрона в щільному гелієвому парі, що супроводжується утворенням навколо електрона макроскопічної області з неоднорідним розподілом щільності газу. Теоретичні оцінки температури утворення автолокалізованого стану, що засновані на аналізі умов появи мінімуму вільної енергії системи, дають значення, які близькі до результатів експерименту.

The experimental study of surface electron mobility in quasi-one-dimensional conducting channels over liquid helium is carried out in a temperature range of 1.5–3 K. It is found that the mobility decreases strongly, at T > 2 K, as compared to that in the kinetic regime of electron conductivity. This behavior can be attributed to the formation of an autolocalized electron state in dense helium vapor that is accompanied by the appearance of macroscopic regions with nonuniform distribution of vapor density. Theoretical estimation of the temperature of autolocalized state formation based on the analysis of conditions for the occurrence of a free energy minimum in the system, gives the values close to the experimental ones.